sciences de la vie et de la Terre

La mise en oeuvre de cette expérimentation s'étalant sur une semaine, il convient d'en tenir compte dans son organisation.

PROTOCOLE :

Dans un premier temps, des graines de soja vert, Vigna radiata, sont semées dans des pots contenant de la vermiculite, ou à défaut du coton hydrophile.

Au bout de 3 à 4 jours, selon la température ambiante, les pousses de soja vert possèdent des hypocotyles mesurant de 1 à 3 cm.

Selon l'emploi du temps de la classe et la place des cours par rapport aux séances de TP, les élèves (de préférence), ou l'enseignant (s'il n'est pas possible de faire autrement), placent alors les pots dans trois conditions différentes :

• Le lot numéro 1, ou lot témoin, est laissé tel quel ;
• Le lot numéro 2 est placé dans un sac plastique fermé ;
• Le lot numéro 3 est placé, avec une pomme mûre coupée en morceau, dans un sac plastique fermé.

Les trois lots sont ensuite placés à l'obscurité jusqu'au prochain TP.

Remarque :

Chaque groupe n'est responsable que d'un lot, les résultats sont mis en commun lors de la séance d'exploitation.

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Dans un deuxième temps, les élèves observent les résultats des différents groupes. Ils exploitent les données complémentaires ci-dessous :

DONNEES COMPLEMENTAIRES :

1.    Résultats expérimentaux :

On met à germer pendant 3 jours des plants de soja répartis en deux lots. On vaporise, alors sur un des lots une substance proche de l'éthylène (C₂H₂). On prélève, 24 heures après l’application, les hypocotyles des plans issus des deux lots.

L’observation microscopique des hypocotyles met en évidence que les cellules des plants traités sont quatre fois moins longues que celles des plans non traités.

2.   Observations :

Lors du mûrissement, de l'éthylène est synthétisé en grande quantité par le fruit. Facilement volatil, il est émis hors des tissus où sa teneur peut être mesurée : de 0,03 à 15 mg.kg^-1.j^-1. Les traumatismes intensifient la production d'éthylène : le découpage en tranche d'un melon entraîne par exemple une multiplication par 10 de l'émission d'éthylène par ce dernier.

Bibliographie

L’expérimentation en biologie végétale, Roger Prat, Hermann 1993.

Physiologie végétale tome 2 : développement (4^ème édition), R. Heller, Masson 1990.

Le soja vert est en vente dans les magasins de produits diététiques. Il est peu coûteux.

 Photographies de l'expérimentation réalisée par une classe de première S

Lot numéro 1 : pousses de soja laissées à l'obscurité.

Lot numéro 2 : pousses de soja enfermées dans un sac plastique, puis laissées à l'obscurité.

Lot numéro 3 : pousses de soja enfermées dans un sac plastique avec des morceaux de pomme mure, puis laissées à l'obscurité.

La taille réduite des hypocotyles et leur épaississement sont bien visibles.

Aspect des plantules de chacun des trois lots.

Les photographies ont été réalisées par Christian Beaujean, professeur au lycée David d'Angers à Angers.

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INDICATIONS COMPLEMENTAIRES POUR L'ENSEIGNANT :

Le manuel de physiologie indiqué présente les données concernant l'éthylène : production par les tissus, biosynthèse, rôles. Ces données, utiles pour l'enseignant, ne sont pas au programme de première S. Les mécanismes de l'action de l'éthylène ne sont pas encore complètement identifiés. Actuellement, on sait que l'éthylène se fixe sur un récepteur membranaire. Les études sur Arabidopsis ont permis de déterminer que cette fixation déclenche la succession d'évènements ci-dessous :

 Certaines des actions très rapides de l'éthylène (effet sur la courbure des feuilles par exemple) sont incompatibles avec la séquence présentée ci-dessus. Elles pourraient être dues à une modification de la perméabilité des membranes par fixation de l'éthylène sur les pôles lipophiles membranaires.

• Prérequis : Les élèves savent que l'auxine agit au niveau de la tige dont elle contrôle la croissance, ils ont aussi acquis la notion d'hormone végétale.

• L'expérimentation peut  être introduite par une observation relative au mûrissement des fruits verts : ce dernier est plus rapide si les fruits verts sont proches de fruits murs.

        Une phase dialoguée fera émerger un nouveau problème en rapport avec l'intitulé de l'item.

• Lors de l'exploitation, les élèves peuvent réaliser des coupes transversales des hypocotyles des différents lots et les observer au microscope (cette observation microscopique peut être évaluée).

         L'exploitation des faits observés et des données complémentaires, leur mise en relation et la formalisation de la conclusion finale peuvent donner lieu à la production d'écrits individuels.

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